Günümüzde “Güç Kalitesi” konusu, her geçen gün enerji ve üretim sektörlerinde popülerliği artan bir çalışma alanı olmaktadır. Özellikle kesintisiz üretimi hedefleyen endüstriyel tesisler için verimliliğin azalmasına neden olan Güç Kalitesi problemlerinin analiz edilip gerekli önlemlerinin alınabilmesi için bu problemlerin tanımlanması ve sınıflandırılması gerekmektedir. Bu yazı serisinin birinci bölümünde Sag, Swell ve Overvoltage olayları tanımlanmıştır.
Kısa Süreli Gerilim Yükselmeleri (Swell)
Tanım: Şebeke geriliminin kısa süreliğine nominal tepe değerinin 1.1 ile 1.8 katına çıkma durumudur. Bu gerilim yükselmesi yaklaşık 0.5-1 dakika arası sürmektedir.
Olası Oluşma Nedenleri: Anlık yük değişimi ve şebeke arızaları sonucu oluşabilir.
Neden Olabileceği Sorunlar: Kısa süreli gerilim yükselmesi olayları, alçak gerilim koruma elemanlarının açma yapmasına ve kullanım ömürlerinin düşmesine neden olabilir.
Çözüm Önerileri: Tesis içi dağıtım ağında Dinamik Gerilim Düzenleyici ( DVR : Dynamic Voltage Restorer) kullanımı, tesiste mevcut kritik yüklerin OnLine UPS ile beslenmesi.
Şekil-1 Anlık gerilim yükselmesi olayı
Aşırı Gerilim (Overvoltage)
Tanım: Kısa süreli gerilim yükselmesinde oluşana gerilim yükselmesinin 1dk’dan daha uzun sürmesi durumudur. Oluşma nedeni ve sonuçları bakımından swell ile aynı etkilere sahiptir.
Olası Oluşma Nedenleri: Herhangi bir fazda oluşan arıza, rezonans, anlık yük değişimleri.
Neden Olabileceği Sorunlar: Swell olayı ile benzer problemlere neden olmaktadır. Ek olarak gerçekleşme süresine bağlı olarak aşırı ısınma ve dielektrik malzemelerin ömrünün azalmasına neden olabilir.
Çözüm Önerileri: DVR, parafudr, arıza akımı sınırlama reaktörleri ve OnLİne UPS kullanımı gerilim yükselmelerinin önüne geçebilir. Ancak rezonans tabanlı gerilim yükselmelerinin önüne geçilebilmesi için harmonik filtre kullanımı önerilmektedir.
Şekil-2 Aşırı gerilim olayı örnek dalga şekli
Kısa Süreli Gerilim Alçalması (Sag)
Tanım: Swell olayının aksine, gerilim değerindeki anlık, kısa süreli %10 ile %90 arası düşüşlerdir.
Olası Oluşma Nedenleri: Motor ve elektrikli ısıtıcıların devreye girmesi, elektromekanik montajlarda gevşek bağlantıdan kaynaklanan kaynak empedansındaki ani artış, kısa devre ve elektrik makinalarındaki mekanik arızalar.
Neden Olabileceği Sorunlar: Güç sistemlerinde yüklerin nominal gerilimin üstünde veya altında gerilim ile beslenmesi, yükün işlevini yerine getirememesine ve fiziksel tepkiler vermesine neden olabilir. Ayrıca birçok elektronik kontrol ve sürücü sistemlerinde aşırı ve düşük gerilimlere karşı koruma sistemleri mevcuttur, bu nedenle anlık gerilim düşmesi (sarkması) olayları endüstriyel üretim organlarının durmasına ve ciddi üretim maliyetlerinin oluşmasına neden olabilir.
Çözüm Önerileri: DVR, OnLine UPS kullanımı ve elektrik tesisatının düzenli bakımının yapılması.
Şekil-3 Anlık gerilim düşümü olayı örnek dalga şekli
Kaynaklar [1] R. Sastry Vedam, Mulukutla S. Sarma, “Power Quality Var Compensation in Power Systems”, CRC Press.
[2] J.Seymour,T.Horsley, “The Seven Type of Power Problems”,White Paper 18 APC.
[3] A.Kusko, Marc T.Thompson, “Power Quality in Electrical Systems”, McGraw-Hill Companies.